Python基礎入門教程30.3:企業級開發進階 UDP編程

• 什么是UDP協議
• UDP網絡編程——服務端程序開發
• UDP網絡編程——客戶端程序開發

1.什么是UDP協議

回顧TCP協議：一個非常重要的數據傳輸協議，很多網絡協議都是以TCP協議為基礎的；TCP協議要求服務器和客戶端通過三次握手交互的方式建立可靠的連接，然后再進行數據保溫的發送，在發送過程中保證數據包的順序和數量不會丟失，最后如果要斷開連接需要四次揮手的方式進行連接的安全斷開。

UDP協議：是一種用戶數據報協議，是一種非連接的協議，傳輸數據之前服務端和客戶端之間不建立連接，當進行數據傳送時就將應用程序中的數據提取出來并放在網絡上；
發送端發送數據，只是收到當前應用程序生成數據的速度、計算能力和傳輸帶寬等因素的影響
接收端接收數據，UDP將消息放在一個消息隊列中，應用程序從消息隊列中讀取消息

UDP特性：
1、傳輸數據不建立連接，不需要維護連接狀態，同一個服務端可以向多個客戶端廣播發送消息
2、UDP數據包標題8個字節，TCP需要20個字節，額外開銷較小
3、UDP是不可靠的傳輸協議，不保證所有的數據接收端完整并且正確的接收
4、UDP協議是面向報文的，發送端UDP直接將程序中的數據封裝成報文交給IP層進行傳輸，所以需要我們在程序中處理好報文數據的大小

關于TCP和UDP那點事兒
1、基于連接和非連接的
2、對系統資源的消耗多和少
3、TCP程序結構復雜、UDP程序結構簡單明了
4、數據流模式的數據和數據報模式的數據
5、TCP是可靠的傳輸協議，UDP是不可靠的傳輸協議

2.UDP編程API簡單了解

socket(family, type)：用于表示網絡連接的socket對象
family：socket.AF_INET用于表示使用IPv4地址
type：socket.SOCK_DGRAM表示使用數據報模式

s.bind(（ip, port）)：用于將套接字對象s和對應ip的主機及端口port綁定
注意：參數是一個元組

s.recvfrom（buffer）：用于從socket中接收數據的方法
參數buffer：用于接收數據的緩沖區大小
返回值：得到客戶端發送的消息和客戶端的主機地址等信息

s.sendto（data, address）：用于發送數據的方法
參數data：要發送的數據
參數address：數據發送的目的地地址

s.close（）用于關閉套接字對象
使用完之后，一定要記得關閉網絡套接字對象，釋放系統資源哦

3. UDP服務端編程

和TCP網絡編程一樣，首先我們先開發服務端程序
服務端的程序開發步驟：首先創建表示網絡傳輸的套接字對象socket()；其次綁定對應的主機IP地址和端口號；接下來就可以進行消息的收發處理了；最后關閉套接字對象釋放系統資源

UDP服務端編程

# 引入socket模塊
import socket

# 創建socket對象
sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 綁定主機端口
sc.bind(("", 9999))

# 開始收發消息
data = True
while data:
    # 接收客戶端發送的消息
    data, addr = sc.recvfrom(1024)
    if "bye" == data.decode("UTF-8"):
        print("結束通話")
        break
    print("客戶端發來消息：%s" % data.decode("UTF-8"))

    # 發送消息
    data = input("請輸入要發送給客戶端的消息：")
    sc.sendto(data.encode("UTF-8"), addr)

# 關閉套接字對象
sc.close()

4. UDP客戶端編程

相對于服務端的編程，客戶端編程非常簡單，創建一個連接服務器的套接字對象，就可以直接進行數據收發處理了

UDP客戶端編程處理

import socket
# 創建socket套接字對象
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 開始收發消息
data = input("請輸入要發送給服務器的消息：")
while data:
    # 發送消息
    client.sendto(data.encode("UTF-8"), ("192.168.10.108", 9999))

    # 接收消息
    data, addr = client.recvfrom(2014)
    if "bye" == data.decode("UTF-8"):
        print("結束通話")
        break;
    print("服務器%s發來消息：%s" % (addr, data.decode("UTF-8")))
    data = input("請輸入要發送給服務器的消息：")

# 關閉套接字對象
client.close()

運行上面的服務端程序和客戶端程序，就可以實現服務端和客戶端之間的數據通信了。和TCP不同的是，大家可以通過上面的程序進行測試，當服務端或者客戶端一方的程序結束時，不會影響另一方的程序運行。

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